Технология возведения земляных сооружений взрывом

Взрыв – мгновенное разложение определенных химических соединений (взрывчатых веществ) в результате внешних воздействий (тепловых, электрических, ударных) с образованием большого количества тепла и газов. В результате взрыва возникает ударная волна, которая, распространяясь во все стороны, оказывает мощное разрушающее воздействие на все препятствия.

При возведении земляных сооружений используют технологии выброса, дробления (рыхления), камуфлет.

Вид продукции:

а) при технологии выброса – котлованы больших объемов; траншеи большой протяженности; насыпи, плотины; котлованы в многолетнемерзлых грунтах (в вечной мерзлоте);
б) при технологии дробления – рыхление слоя сезонно-мерзлых грунтов; рыхление плотных и скальных грунтов; 
в) при камуфлете – образование полостей в грунте (для камуфлетных свай, котловых зарядов и т.п.);
г) сооружения в труднодоступных местах: насыпи на болотах (направленный выброс); рыхление трассы подводных траншей (дробление).

Состав процесса:

- закладка заряда взрывчатого вещества (ВВ) в проектное место – шпур, скважину, шурф, камеру. Указанные выше выемки устраиваются непосредственно перед закладкой зарядов ВВ;
- устройство системы подрывания зарядов, ее отладка и проверка;
- подача сигнала (—) опасности для освобождения зоны взрыва от находящихся людей, животных и техники;
- подача сигнала (— —) боевого и подрывание зарядов;
- через 15...30 мин подача сигнала (— —- —) отбой.

Вход в процесс. Все взрывные работы выполняют только специализированные организации из систем «Взрывпрома», МЧС России и Министерства обороны России. Они решают вопросы по юридическому и техническому входу в процесс.

Ресурсы процесса. Материалы – взрывчатые вещества (ВВ).

По практическому применению все ВВ разделяются на три группы: инициирующие, бризантные и метательные.

Инициирующие ВВ – гремучая ртуть, ТРНС, азид свинца. Эти вещества имеют исключительно высокую чувствительность к внешним воздействиям (искра, огонь, удар, трение). Используются в капсюлях–детонаторах и в детонирующем шнуре.

Бризантные ВВ – динамит, аммониты, тротил (тол). Имеют высокую скорость взрывной реакции разложения и отсюда их высокое дробящее действие.

Метательные ВВ – пороха (дымный и бездымный). В настоящее время для дробления не применяются.

В качестве рабочих ВВ используется группа бризантных ВВ. Требования к ВВ – работоспособность, низкая стоимость, безопасность при хранении, транспортировке и работе, возможность длительного хранения.

Динамит – имеет высокую эффективность, но сильно чувствителен к удару, трению и т.п.; необходима большая осторожность при работе.

Тротил (тол) – практически безопасен, плавится и горит, не взрываясь. Поступает брикетами (шашками) весом 400 и 200 г и круглыми шашками весом 75 г. Сохраняется длительное время даже в воде. Используется при небольших объемах работ в крепких породах; для подрыва рабочих зарядов ВВ большой массы. 

Аммониты, аммоналы, оксиликвиты – порошок, гранулы («крупа») или брикеты из них. Эффективность несколько ниже, чем у тола и динамита, но значительно (в разы) ниже стоимость. Основной вид рабочего ВВ.

Техника – системы взрывания. Они включают: капсюль–детонатор, проводящую систему, источник импульса.

Капсюль– детонатор (рис. 2.13, а) служит для подрыва рабочего заряда ВВ.

Источником импульса могут быть источник тока, запальный фитиль (спички), тротиловая шашка.

Проводящая система передает импульс заряду ВВ.

Проводящие системы определяются принятой технологией взрывания, которая в свою очередь обусловлена видом земляного сооружения, родом грунта, количеством и массой зарядов ВВ.

Подрывание огнепроводным шнуром (Бикфордов шнур). Используется капсюль–детонатор (рис. 2.13, а), который вставляется в заряд ВВ или в толовую шашку (рис. 2.13, в). Другим концом он соединяется с огнепроводным шнуром. Это гибкая водонепроницаемая оболочка диаметром 60 мм, которая внутри заполнена порохом. Огонь «бежит» внутри шнура со скоростью 1,0 см/с (шнур белый) или 0,5 см/с (шнур желтый).

Рис. 2.13. Средства взрывания: а – капсюль-детонатор; б – электродетонатор; в – подрывной комплект: 1 – корпус; 2,3 – инициирующее ВВ; 4 – порох; 5 – спираль накаливания; 6 – огнепроводной шнур; 7 – толовая шашка.

Достоинства способа: простота и компактность. Используется отрезок шнура длиной 10 – 50 см. Вместе с капсюлем-детонатором называется зажигающая трубка. За время его горения подрывник удаляется в укрытие.

Недостатки: сложность или невозможность одновременно подрывать несколько зарядов ВВ.

Подрывание детонирующим шнуром. Техника та же, только шнур заполнен инициирующим ВВ, мгновенно передающим импульс. Поэтому шнур прокладывается от заряда до укрытия, где подрывник дает импульс.

Достоинства: возможность одновременного подрыва многих зарядов. При этом концы шнуров от всех зарядов сводятся вместе, и по ним дается импульс зажигательной трубкой.

Недостатки: громоздкость системы, большая длина шнуров.

Подрывание электрическим способом.

Техника: электродетонатор мгновенного или замедленного действия (рис. 2.13, б), источник тока (провода, измерительные приборы).

В качестве источников тока используются:

- подрывные динамоэлектрические и конденсаторные машинки;
- сухие элементы;
- аккумуляторные батареи (кислотные или щелочные);
- передвижные электростанции;
- магистральные электролинии.

Достоинства способа: возможность одновременного подрыва многих зарядов; возможность последовательного подрыва нескольких зарядов с заданным замедлением (25 – 250 миллисекунд); рыхление массивов грунта, направленный взрыв.

Недостатки: громоздкость, сложность системы, длительность ее установки, настройки и проверки.

Технология взрывания

Взрывы выброса применяются для устройства котлованов и траншей. При небольшой ширине используют расположение зарядов в один ряд (по длине), подрывание ведется огнепроводным шнуром. При большой ширине используется 2...3 ряда зарядов с одновременным подрыванием их детонирующим шнуром или электрическим способом (рис. 2.13, в). При очень большой ширине земляного сооружения его разбивают на участки.

Для возведения насыпей в труднодоступных местах  (и болотистой или гористой местности) применяется направленный выброс (один из видов взрывов направленного действия). Различные по типу и массе заряды ВВ располагаются таким образом, что при их последовательном срабатывании (с заданным замедлением) основная масса разработанного грунта до 80–90% укладывается в проектном месте (рис. 2.14, г). Подрывание зарядов производят электродетонаторами, причем для направляющих зарядов применяют детонаторы с замедлением (25–250 миллисекунд).

Для рыхления плотных и крепких грунтов при глубине выемки до 3,0 м используют метод шпуровых зарядов (рис. 2.14, б), при глубине выемки 3,0...5,0 м используют метод малокамерных зарядов.

Закрытые полости в грунтах I–III групп устраивают для уширенной части камуфлетных свай различной несущей способности (рис. 2.14, в).

Достоинства способа: высокая эффективность – громадная производительность; работа с любыми грунтами (I–XII групп); низкая стоимость ВВ и самих работ; уникальность продукции – камуфлет, направленный выброс.

Недостатки: высокая опасность; работы допускается выполнять лишь специализированным организациям; низкая точность (необходима доработка); большие динамические воздействия на окружающую среду.

Рис. 2.14. Средства взрывания: а – на выброс; б – на дробление; в - камуфлет; г – направленный: 1 – рабочие сосредоточенные заряды; 2 – шпуровые (удлиненные) направляющие заряды; 3 – проектный котлован; 4 – положение грунта в момент срабатывания направляющего заряда

Источник: Технология строительных процессов. Снарский В.И.